0 引言

　　鉛酸蓄電池由于其成本低、容量大、安全可靠等特點，在通信、電動汽車、軍事、航空航天等各個領域都有廣泛的應用。電池的性能好壞、使用壽命的長短直接影響到電子產品的使用壽命和使用安全；而充電器的好壞又直接影響到電池的使用壽命。因此研究低成本又有智能管理功能的充電器是有實際應用價值的課題。

　　1 目前智能充電器的幾種結構［1］

　　1.1 基于專用芯片的管理系統

　　現在，UNITRODE 公司已開發出系列電池管理專用芯片。因為電池管理中采用最多的就是控制充電電壓及充放電電流，電池管理芯片正是抓住了這一點，為VRLA 電池研制了具有四狀態管理的專用控制芯片，可以智能地實現帶溫度補償的四狀態管理方案：涓流充電模式、大功率充電模式、過充電模式和浮充電模式。不同的電池要有不同的芯片控制，因此，用專用芯片做管理系統其靈活性較差，

　　1.2 基于監控測量的蓄電池管理系統

　　在給電池充電的過程中，涉及到電池工作電壓、工作電流、溫度等參數，這些都是表征電池狀態的重要參數。采用傳感器提取這些參數，然后再配合故障診斷、遙控遙測、自動報警和事故現場處理等功能，就可以組成一個電池管理系統。如圖1所示。

　　1.3 與電源設備一起構成的蓄電池充放電管理系統

　　在通訊、供電系統中，為了保證電網掉電時蓄電池組能及時補充電能，在規定時間內向負載供電，保證通信或電力合閘系統的正常運轉，通常是將電池組直接掛接在電源模塊輸出端。當電網正常工作時，電池組工作在浮充狀態，起到平滑濾波和保持容量（補充自放電的容量損失）的作用。一旦電網掉電，蓄電池組立即投入工作，當電網恢復，電源模塊立即對電池進行充電。如圖2 所示。

　　這樣的一個系統由于和電源模塊聯系起來，所以，可以從充放電過程上來優化電池工作狀態，電池充電成為可控的過程，建立在這樣一個系統上的監控單元應該具有第一種監控系統中所有功能，并且可以和電源模塊直接“對話”，根據要求對電池進行管理，并且可以實時監控電池的放電狀態，對電池的工作進行優化［2］。因此，電池組的工作會更加可靠，可控性和智能化程度也會更高。但是這樣一個系統存在的主要問題是：

　　（1）沒有解決電池組串聯運行過程中不均衡 現象的問題，這也是電池失效的重要原因之一；

　　（2）一般只完成了電池生產廠家提供的充電曲線，對于電池在使用過程中發生的其它問題控制不夠全面，例如深度放電后的涓充問題等。

　　在將來，充電器的發展方向是智能化、數字化、集成化。智能化可以使電池的管理做到全自動，無需人員監管，真正做到免維護。數字化和集成化可以減少管理系統的體積和重量，減少系統的復雜度。

　　2 目前幾種充電方式［3］

　　鉛酸蓄電池的充電方法目前主要有恒流、恒壓、恒壓限流、脈沖充電、Reflex充電法。

　　2.1 恒流充電

　　恒流充電方式是一種簡單的充電方法。但是，恒流充電有其局限性：對電池過充電就會造成電池壽命的縮短，而過小電流又會延長充電時間。

　　2.2 恒壓充電

　　恒壓充電用簡單的控制方法很容易就能實現。在充電的初始階段，由于電池的電壓很低而造成充電電流很大，這對電池會造成損害。當電池電壓達到一定值之后，電流就會隨之減小。這種充電方法的缺點就是會造成溫度上升和電池的壽命減少，并且在開始時電流很大，而后來快充滿時電流又很小，就無法充分利用充電器的容量。

　　2.3 恒壓限流法

　　恒壓限流法實際上是將恒壓充電和恒流充電相結合，又可稱為混合充電法。在充電開始階段，由于電池電壓過低，為避免電流過大而損壞電池，就采用恒流充電法來限制充電電流。但電壓達到預定值時，進入恒壓充電方式。恒壓限流方式是大多數電池廠商推薦的充電方式。由于蓄電池充電電壓較低，充電后期電流很小，因此電解液中產生的氣泡很少，可以節省電能、降低蓄電池的溫升，避免損壞電池的極板。恒壓限流方式是一種很有效的充電方式，加上過充判斷、浮充控制、溫度補償等就可以形成一個簡單的充電管理系統，蓄電池可以在這個系統下更好地工作。

　　2.4 脈沖充電［4］

　　在充電過程中，只要充電電流不超過蓄電池可接受的電流，蓄電池內部就不會產生大量的氣泡。蓄電池中產生的極化現象會阻礙充電，并且使出氣率和溫升顯著升高。因此，極化電壓是影響充電速度的重要因素。用周期性的脈動電流給電池充電可以使電池有時間恢復其原來狀態，減小極化現象的影響，解決快速充電面臨的難題。但是目前這種充電方式還在研究階段，對于采用多大的脈沖周期，占空比又是多少之類的具體問題還沒有一個定論。

　　2.5 ReflexTM充電方式

　　Reflex 充電方法是脈沖電流法的改進：一個周期是由一個正脈沖后加一個負脈沖，然后才是空閑時段。這樣就強制消除電池的極化現象，使得電池充電時可以更快而又不損害電池的使用壽命。這種充電方式與脈沖充電方式一樣，仍然處于研究階段。